米糠油制取工艺关键技术研究进展
2020-09-22
来源:好走旅游网
R a:r.t Vo1.21,2014,No.1 如粮油工程 米糠油制取工艺关键技术研究进展 闰子鹏,薛锦峰,程凤彬,陈园顺 河南华泰粮油机械工程有限公司 (安阳456400) 摘 要:米糠油作为一种很好的健康营养油,受到了越来越多食用油生产企业的关注,但是由 于米糠油加工工艺以及技术的复杂性,使其生产量的快速增长受到很大的限制。针对米糠油加工 过程中遇到的一些难点,较全面的综述了米糠的稳定化处理、米糠油的脱酸、脱色以及脱蜡脱脂技 术等关键技术的研究发展。 关键词:米糠油;关键技术;稳定化处理;脱酸;脱色;脱蜡脱脂 中图分类号:TS22 文献标识码:A 文章编号:1672—5026(2014)01—004—03 Research advances on some key technologies in extraction of rice bran oil Yan Zipeng,Xue Jinfeng,Cheng Fengbin,Chen Yuanshun Henan Huatai Food&Oil Machinery Engineering Co.,Ltd.(Anyang 456400) Abstract:As a good healthy nutrition oil,rice bran oi1 is more and more attentioned by the edible oil producers.However,the rapid growth of rice bran oil production capacity is greatly limited by complex processing and processing technology.Research advances on some key tech— nologies which would be encounted in the processing of rice bran oil were overviewed,these key technologies include rice bran stabilization treatment,deacidification,bleaching and dewaxing& defatting technology. Key words:rice bran oil;key technology;stabilizing treatment;deacidification;bleaching; dewaxing 8L defatting 我国是世界上最大的稻米生产国和消费国,米 一种很好的健康营养油,生产米糠油不仅可以合理 糠资源极其丰富,米糠含油率约18 ~20 。米糠 油中不仅含有大量的亚油酸(约38 )和油酸(约 42%),还含有丰富的谷维素、植物甾醇、维生素E 和角鲨烯等生物活性物质。有资料显示,长期食用 米糠油,对预防心脑血管疾病、促进新陈代谢和抗衰 老等都有很大作用,因此,米糠油深受肥胖、高血脂、 心脑血管疾患人群的青睐 ]。 随着人们生活水平的提高,营养保健型的食用 油脂逐渐受到生产者和消费者的关注。米糠油就是 收稿日期:2013一O7—16 的利用我国的米糠资源,还可以实现在不与粮争地 的情况下,有效提高我国食用油自给率_5]。但是由 于米糠不稳定不易储存,并且通常制得的米糠毛油 具有杂质多、酸值高、色泽深等特点,为了生产出高 品质的米糠成品油,无论是在米糠油的制取还是米 糠油的精炼过程中,都存在很大的困难。 本文针对米糠油加工过程中的关键技术,主要 包括米糠的稳定化处理、米糠油的脱酸、脱色以及脱 蜡脱脂技术,对这些关键技术的研究进展做了一个 较全面的文献综述,以望对米糠油生产者和从业者 有一定的帮助。 作者简介:闫子鹏,男,1966年出生,高级3-程师,主要从事 油脂及其深加工、油脂机械的研究与开发工作。 4 糟食与食品工业Cereaz鲫 。 j , 1米糠的稳定化处理 米糠是稻谷碾米加工的副产品,由于碾米机的 机械作用,破坏了稻米皮层的细胞结构,使得解脂酶 分散到米糠中与油脂充分接触,迅速产生游离脂肪 酸(FFA),并在储藏过程中发生氧化酸败。为了促 进米糠的深加工,必须先对米糠进行稳定化处理,延 长其储藏期,同时还应减少稳定化处理中米糠营养 成分的损失,降低米糠稳定化处理的成本,提高米糠 利用的附加值。目前,对米糠的稳定化处理方法主 要有低温法、热处理法、挤压膨化法和生物化学法。 1.1低温法 通过低温降低米糠中解脂酶的活力,来达到稳 定米糠的作用。早在1949年Loeb等将米糠样品 分别放置在3℃、25℃、31℃的环境下保存,发现 3℃放置的样品可以有效缓解游离脂肪酸的增加。 虽然低温有缓解的作用,但是不能完全抑制脂肪的 分解,并且保持低温耗能比较大,实现工业化储存米 糠不太现实 ]。 1.2热处理法 热处理法主要包括干热法、湿热法、微波加热法 和欧姆加热法,它们分别是通过热空气、蒸汽、微波 和交变电流对一定湿度的米糠进行加热处理,从而 达到钝化解酯酶,稳定米糠的作用。崔富贵等l_7 分 别采用干热、湿热和微波方法处理新鲜米糠,比较不 同方法对米糠稳定性和营养成分含量的影响。结果 表明,经过稳定化处理的米糠在贮藏过程中,酸值和 过氧化值基本稳定,不同处理方法对米糠营养成分 含量的影响不大。乔展等口]也对米糠的短时微波处 理和高温烘培处理进行了研究和工艺优化。结果表 明,两种方法均能达到较好的稳定化效果,并且短时 微波法对米糠的稳定化处理效果最好。 1.3挤压膨化法 挤压膨化技术是通过挤压膨化设备对米糠进行 加工处理,由于挤压膨化产生的高温、高压、高剪切 力可以钝化米糠中的解脂酶,过氧化物酶等酶类,从 而达到稳定米糠的作用。挤压膨化技术也是目前比 较看好的稳定米糠的方法,具有操作简单、稳定效果 好等优点,并且挤压膨化显著提高了米糠油的提取 率。 1.4生物化学法 生物法稳定米糠是通过蛋白酶作用分解解脂 酶,从而达到稳定米糠的作用。这种方法的优点是 Vo1.21,2014,No.1 反应温和,操作简单等。目前只有美国Ribus公司 发表了一系列专利,其他有关酶法稳定的报道较少。 化学法主要是通过调节米糠的酸碱度或添加化 学物质,来抑制米糠中解脂酶的活性。陈正行 向 米糠中添加2 焦亚硫酸钠,在夏季贮藏1个月后, 游离脂肪酸含量不超过1 ,说明化学试剂焦亚硫 酸钠对解脂酶有抑制作用。 2米糠油的脱酸技术 脱酸方法有碱炼脱酸、水蒸汽蒸馏脱酸、溶剂萃 取脱酸和酯化脱酸等。油脂工业生产中应用最广泛 的脱酸方法是碱炼脱酸和水蒸汽蒸馏脱酸。碱炼脱 酸不仅可以有效地脱除游离脂肪酸,还具有脱胶、脱 固杂和脱色等综合作用,尤其是碱炼脱酸过程中还 可以脱除油中的再生色素。但是对于酸值高、色泽 深的米糠毛油,采用单纯的碱炼脱酸会造成精炼损 耗大,营养成分损失率高等缺点。与碱炼脱酸相比, 水蒸汽蒸馏脱酸避免了中性油皂化损失,精炼得率 高,产品稳定性好以及没有废水产生,对于一些高酸 值油脂脱酸的优越性更为突出。但是由于水蒸汽蒸 馏脱酸温度高、时间长,容易造成VE、甾醇等营养成 分的损失,甚至还会导致脱酸油中反式脂肪酸含量 升高,同时长时间高温作用会造成油脂中的色素固 化,使脱色更加困难。因此,综合考虑,可以采用碱 炼脱酸和水蒸汽蒸馏联合脱酸,即控制脱酸程度先 碱炼除去大部分游离脂肪酸,然后再进行水蒸气蒸 馏脱酸去除剩余的游离脂肪酸,这样既可以利用碱 炼脱酸皂脚对固杂和再生色素的吸附作用,又可以 减少碱炼损耗,降低营养成分的碱炼损失。 混合油碱炼脱酸在提高精炼得率,改善油脂色 泽等方面效果显著,已成功应用于棉籽油精炼过程 中。Bhattacharyya等l_】。。采用混合油脱蜡和混合油 碱炼脱酸工艺获得了不皂化物含量低、色泽浅的烹 调米糠油。并且获取了单独混合溶剂精炼,以及混 合溶剂萃取、碱炼中和精炼高酸值米糠油的两项专 利 。 溶剂萃取脱酸损耗低,不需碱炼中和,不产生皂 脚和废水,废物排出量小,适用于高酸值深色油脂的 脱酸_1 。Kale等_1。]对FFA含量16.5 的米糠油 用甲醇进行二次浸出脱酸,在最佳条件下,油中 FFA降至0.33 。刘晔[1 以95 9/6乙醇为溶剂对高 酸值米糠油的溶剂萃取脱酸工艺进行了研究,在得 到的最佳条件下,可将米糠油酸值(KOH)从 5 粮油工程 31.02 mg/g降至4.52 mg/g,通过碱炼可进一步降 低酸值(KOH)至0.23 mg/g。Bhattacharyya等 用乙醇为溶剂对米糠油进行两步法萃取脱酸,该研 究也获得了品质良好的成品油。 酯化脱酸是一种新的脱酸方法,适宜于高酸值 油脂的脱酸,具有增产油脂的特点,但由于酯化反应 的历程目前尚较难控制,并且在反应后还要对残留 的游离脂肪酸和甘油进行脱除,所以,工业上的应用 还不广泛。 3米糠油的脱色技术 对于色泽较深的米糠油来说,脱色不是仅仅依 靠脱色工段来完成的,而是需要从整个工艺出发进 行综合考虑。由于米糠毛油色泽深且难以脱除,所 以脱色是米糠油精炼过程中的难点之一,脱色效果 的好坏也直接影响成品油的品质。 目前,关于米糠油脱色的研究大多基于对吸附 脱色条件的优化。满时勇等[1 、屈岩峰等_1 、李星 等_1明分别对米糠油吸附脱色工艺条件进行了优化, 在最优脱色条件下都得到了较好的脱色效果。林福 珍r1 利用水凝胶L900对米糠油进行脱色,并通过 单因素和正交试验得出最佳脱色工艺条件。在最佳 工艺条件下,经脱色后米糠油色泽可达到一级米糠 油色泽要求。还有学者研究了酶法脱色工艺,将生 物酶应用于油脂的脱色。 目前工业生产中常采用多次吸附脱色来改善米 糠油的色泽,这种方法虽然可以在一定程度上减轻 米糠油的色泽,但是却大大增加了脱色损耗以及辅 料的消耗,同时还增加了营养成分的损失以及反式 脂肪酸的形成,并且所得到的成品米糠油还很容易 回色。因此,开发研究出一种脱色方法,既能有效脱 除米糠油色泽,又能降低脱色损耗,同时还能减少营 养成分的损失以及反式脂肪酸的形成,是一项很值 得研究的内容。 4米糠油的脱蜡脱脂技术 米糠毛油中含蜡2 ~5 ,固脂3 9/6~8 。蜡 质和固脂的存在不仅会使油脂的浊点升高,透明度 降低,影响油脂外观,而且还会影响油脂的风味。脱 蜡的方法有很多种,从工艺上可分为常规法、碱炼 法、溶剂法、表面活性剂法、凝聚剂法、脲素包合法、 静电法和综合法等,但是在原理上都属于在糠蜡的 物理特性上进行冷冻结晶分离的范畴l_ ]。脱脂的原 6 闫子鹏等:米糠油制取工艺关键技术研究进展 理与脱蜡相似,只是需要更低的冷却结晶温度 (O℃~5℃)。 罗晓岚等¨2 介绍了脱胶、脱色和物理脱酸后3 种常用的冷冻脱蜡工艺,并对比分析了各自的优缺 点和适用场合。还有人将膜技术应用于油脂脱蜡 中。Mutoh等 门和Asbec等l_2 人申请了两项专 利,描述了膜技术在毛油以及混合油阶段不仅能脱 蜡而且能从米糠油中脱除磷脂、FFA和水。脱脂与 脱蜡工艺大致相同,对脱脂工艺的单独研究报道也 比较少见。 5 结语 由于我国稻谷加工厂数量众多,且大多规模较 小,分布较分散,所产米糠数量有限,所以米糠的稳 定化处理必须在加工厂当地即时进行,而上述米糠 稳定化方法的应用存在这样或那样的问题,某些较 好的方法也难以推广应用。目前,我国绝大部分米 糠只用作廉价的饲料,极大的限制了大米加工的经 济效益。米糠稳定化成为制约米糠制油的瓶颈,研 究适合我国国情的经济有效的稳定米糠方法,进而 充分开发利用米糠资源就显得极为重要。 由于米糠的特殊性,使得很多加工厂生产出来 的米糠毛油品质较差,在对其进行精炼时,往往需要 多道复杂的精炼工序,虽然这样也可以得到级别较 高的食用米糠油,但是这些复杂的精炼过程,也造成 了油脂精炼损耗大、营养成分保留率低、TFA含量 高等问题。随着油脂工业及工艺技术的发展,以及 对米糠油认识的深入,人们在解决这些问题方面,尤 其是本文所介绍的这些关键技术已经有所研究,有 所突破。但是,这些研究和突破很多都只是局限于 实验室阶段,这也就使得当前我国生产的米糠成品 油品质还存在许多不足。在未来米糠油加工生产 中,不仅要生产出高等级米糠油,还应该生产出营养 成分含量高、有害成分含量低的高营养米糠油。 参考文献 [1]兴 丽,赵凤敏,曹有福,等.米糠油加工技术研究进展 [J].中国食物与营养,2011,17(10):35—37. 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